耐溫抗鹽聚丙烯酰胺的合成、表征及性能研究.pdf

1、聚丙烯酰胺(PAM)作為增稠劑被廣泛用作三次采油的驅(qū)替劑,提高其耐溫、耐鹽和抗剪切能力是聚丙烯酰胺驅(qū)劑改進(jìn)的重要方向.其中超高分子量水解聚丙烯酰胺(HPAM)和疏水改性聚丙烯酰胺是當(dāng)前耐溫耐鹽聚丙烯酰胺驅(qū)劑應(yīng)用與研究的主要品種.本文研究了超高分子量水解聚丙烯酰胺水解度和分子量的測定法,并對陽離子型疏水改性聚丙烯酰胺的合成與流變性能進(jìn)行了研究. 本文合成了不同分子量的PAM及同一聚合度不同水解度h的HPAM.對比研究了指定pH值電

2、位滴定、電導(dǎo)滴定法測定HPAM水解度h的適用性.采用光散射法測定了PAM的分子量Mw,并測定了PAM及HPAM在30℃,1MNaC1-檸檬酸-K<,2>HPO<,4>溶液體系中的特性粘數(shù)[η].建立了在30℃,1M NaC1-檸檬酸-K<,2>HPO<,4>溶液體系中PAM分子量Mw:3.75<'*>10<'6>-20.4<'*>10<'6>的MHS方程: [η]-5.987<'*>10<'-3>M<'0.7833><,w>

3、 及HPAM的[η]與母體PAM分子量Mw:3.75<'*>10<'6>-16.1<'*>10<'6>,h:0-40 mol﹪的條件下的MHS方程: [η]=3.54×10<'-3>M<'0.8196><,w>+5.175×10.4<'-4>(1-h<'1/2>)h·M<'1.027><,w> 研究表明,第一個方程與國標(biāo)GB 12005.1-89相符合,誤差不超過10﹪；后一個方程具有良好的理論基礎(chǔ),有良好的精度和較

4、寬的適用范圍,誤差一般在15﹪之內(nèi),尤其對于水解度在4-35﹪之間的HPAM,誤差一般在10﹪之內(nèi). 其中,對于中高或低分子量的PAM及HPAM的[η],可以采用Huggins、Kraemer方程來求取,剪切速率對Huggins參數(shù)KH及Kraemer參數(shù)K<,k>幾乎沒有影響；而對于超高分子量的PAM和HPAM的[η],可以采用Schulz-Blaschke或者Huggins方程之一來求取,出現(xiàn)K<,k>>>KH≈Ks≈0是由

5、于高剪切速率的緣故. 以甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(DM)的長鏈烷基季銨鹽DMAC8、DMAC<,12>和DMAC<,16>與丙烯酰胺共聚合成了不同碳鏈長度、不同疏水基含量的高分子量陽離子型疏水改性聚丙烯酰胺(CHMPAM),研究了疏水基結(jié)構(gòu)、含量及第三共聚單體用量對CHMPAM溶解性、水溶液流變行為的影響.實(shí)驗(yàn)表明,十六烷基季銨化單體DMAC<,16>合成的CHMPAM溶解性較差,辛烷季銨化單體DMAC<,8>合成的CHMPAM疏